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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Befestigungselement für Platten,
insbesondere für
Glasscheiben, welches einen an einer Unterkonstruktion festlegbaren
länglichen
Lagerzapfen mit einem freien Ende und einen dieses beweglich aufnehmenden Aufnahmehohlraum
umfasst, in dem ein Gelenkelement, das den Lagerzapfen schwenkbar
in dem Aufnahmehohlraum trägt,
Kippbewegungen der Längsachse
des Lagerzapfens im Aufnahmehohlraum erlaubt.
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Zum
Befestigen starrer Platten, wie z. B. Glasscheiben, an festen Unterkonstruktionen,
wie z. B. an Gebäudefassaden,
ist es allgemein bekannt, diese an einzelnen Punkten mittels Befestigungselementen
(auch als „Punkthalter" bezeichnet) aufzuhängen, welche
verschiedene rotatorische und translatorische Bewegungs-Freiheitsgrade
bereit stellen. Rotatorische Freiheitsgrade werden meist durch Kugelgelenke
realisiert, während
die translatorischen Freiheitsgrade durch Loslager gewährt werden.
Damit können
sich einerseits die Platten bei einwirkenden Kräften, z. B. Windkräften, geringfügig elastisch durchbiegen,
und werden andererseits insbesondere unterschiedliche Wärmedehnungen
von Platten und Unterkonstruktion praktisch kraftfrei aufgenommen.
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DE-A1-197
49 634 beschreibt ein Befestigungselement, bei dem das freie Ende
eines in einem Aufnahmehohlraum beweglich aufgenommenen Lagerzapfens
unmittelbar kugelig ausgebildet ist und somit Kippbewegungen der
Längsachse
des Lagerzapfens ermöglicht.
Der Aufnahmehohlraum selbst ist hohlzylindrisch und ermöglicht folglich
auch Bewegungen des Lagerzapfens in axialer Richtung, wobei beidseits
des kugeligen Abschnittes in Achsrichtung des Lagerzapfens angeordnete
Druckfedern dessen axiale Beweglichkeit beschränken. Der mit diesem Befestigungselement
an einer Unterkonstruktion befestigte Bereich einer Platte kann
daher nicht nur Kipp- bzw. Biegebewegungen ausführen, sondern auch senkrecht
zur Plattenebene durchfedern. Ein gewisser Nachteil dieser Konstruktion
ist, dass die kugelige Oberfläche
des Lagerzapfen-Endes unmittelbar an den Wänden des Aufnahmehohlraums
gleitet.
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DE-A1-198
00 614 beschreibt ein weiteres Befestigungselement, das ein schwenkbar
in einem Aufnahmehohlraum gelagertes, hohles Kugelelement umfasst.
In dessen mittigem Hohlraum ist das freie Ende eines Lagerzapfens
mit radialer Luft eingesetzt. Diese Konfiguration ermöglicht den
Ausgleich von Maßabweichungen
zwischen der Position des Lagerzapfens in der zu befestigenden Platte
und der entsprechenden Aufnahme in der Unterkonstruktion. Eine axiale
Verschieblichkeit dieses freien Endes in der Einbausituation ist
hier jedoch nicht vorgesehen, denn das freie Ende des Lagerzapfens
wird nach der radialen Positionierung mit dem Kugelgelenk fest verschraubt.
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DE-A1-197
13 678 offenbart ebenfalls ein Befestigungselement mit Lagerzapfen
und Aufnahmehohlraum zum Einsetzen in Bohrungen von Glasscheiben.
Auch hier ist ein Toleranzausgleich orthogonal zur Längsachse
des Lagerzapfens vorgesehen. Zwei den Lagerzapfen innerhalb des
Aufnahmehohlraums umgebende Elastomerringe schränken dessen Beweglichkeit in
radialer Richtung ein. Eine rein transversale Beweglichkeit des
Lagerzapfens in axialer Richtung ist ebenfalls offenbart, jedoch
nur durch Kompression eines Elastomerrings auf seinem gesamten Umfang
möglich.
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Bekannt
ist aus EP-B1-0 655 543 ein einschlägiges Befestigungselement für Platten,
insbesondere für
Glasplatten, bei dem eine Kombination eines becherartigen Aufnahmehohlraums
mit einer kolbenartigen Verdickung am freien Ende eines Lagerzapfens
an die Stelle eines Kugelgelenks tritt. Der Aufnahmehohlraum befindet
sich in einem an der jeweiligen Platte festgelegten Beschlag, während der Lagerzapfen über eine
Verschraubung fest – oder
mit den erwähnten
translatorischen Freiheitsgraden versehen – mit der Unterkonstruktion
verbunden wird. Die kolbenartige Verdickung, welche mit einer annähernd balligen
Mantelfläche
ausgeführt
ist, wird vom Aufnahmehohlraum mit geringem radialem Spiel umfasst.
In axialer Richtung des Lagerzapfen wird sie durch beidseitige elastische
Zwischenlagen eingefasst, welche einerseits durch Kompression sehr
geringfügige
axiale Verschiebungen, aber vor allem Kippbewegungen zwischen dem
Aufnahmehohlraum und der Verdickung bzw. dem Lagerzapfen ermöglichen.
Durch diese Kippmöglichkeit
im Raum um das Zentrum der Verdickung sind die notwendigen rotatorischen
Freiheitsgrade zum beliebigen Durchbiegen der befestigten Platten
bereit gestellt.
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Durch
EP-A1-0 863 287 wurde eine Variante des vorgenannten Befestigungselements
bekannt, bei der die kolbenartige Verdickung auf ihrem größten Umfang
mit einem Kunststoffring versehen ist, welcher das radiale Spiel
im Aufnahmehohlraum sowie Reibung und Verschleiß zwischen der Mantelfläche der
Verdickung und der Innenfläche
des Aufnahmehohlraums minimieren soll. Im übrigen ist diese Konstruktion
praktisch identisch mit der älteren
Ausführung.
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EP-A1-0
784 129 beschreibt ebenfalls ein Befestigungselement für Platten,
insbesondere für Glasscheiben,
welches das Einstellen von Winkeln zwischen der zu haltenden Platte
und der Unterkonstruktion ermöglichen
soll. Zu diesem Zweck ist der von der Platte abragende Schaft des
Befestigungselements in Längsrichtung
zweigeteilt, wobei sich ein Gewindezapfen längs durch beide Teile erstreckt.
Die beiden Teile des Schaftes haben hohlkugelige Endflächen. Diese
wirken mit je einer Scheibe zusammen, die auf einer Seite ballig
mit in die hohlkugeligen Endflächen
passendem Radius und auf der anderen Seite plan ausgeführt sind.
Die Schaftteile werden nebst den korrespondierenden Scheiben beidseits
eines Trägerelements
der Unterkonstruktion angebracht, das mit einer Bohrung zum Durchführen des
Gewindezapfen versehen ist. Mittels des letzteren werden die Schaftteile
nebst den Scheiben – welche
vom Gewindezapfen mit hinreichendem radialem Spiel durchdrungen
sind – miteinander
verschraubt. Dabei werden die planen Seiten der Scheiben auf die beiden
einander gegenüber
liegenden planen Oberflächen
des Trägerelements
gespannt. Auch in dessen Bohrung hat der Gewindezapfen relativ großes radiales
Spiel, so dass er darin während
der Montage radial einstellbar ist. Je nach Stärke der Vorspannung könnten hier
auch translatorische Ausgleichsbewegungen aufgenommen werden. Gleichzeitig
ermöglichen
die korrespondierenden Kugelschalenabschnitte jedenfalls während der
Montage ein winkliges Einstellen der Achse des Befestigungselements
gegenüber
dem Trägerelement.
Die mit dieser Einstellmöglichkeit
versehenen Befestigungselemente dienen hauptsächlich zum Aufhängen von
starren, ebenen (Glas-)Platten an Wänden mit Krümmungen oder Knicken.
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Das
Dokument US-A-4 334 795 beschreibt ein Befestigungselement für Platten,
insbesondere für
Glasscheiben, das einen länglichen
Lagerzapfen zum Befestigen an einer Unterkonstruktion umfasst, der
ein freies Ende aufweist, zu dessen beweglicher Aufnahme ein Aufnahmehohlraum
vorgesehen ist, in dem ein Gelenkelement, das den Lagerzapfen schwenkbar
in dem Aufnahmehohlraum trägt,
Kippbewegungen der Längsachse
des Lagerzapfen in dem Aufnahmehohlraum ermöglicht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemäßes Befestigungselement
noch weiter zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen der unabhängigen
Patentansprüche 1
und 2 gelöst.
Die Merkmale der davon abhängigen Unteransprüche geben
vorteilhafte Weiterbildungen dieser Gegenstände an. Nebengeordnete Ansprüche richten
sich auf mit derartigen Befestigungselementen versehene Glasscheiben
sowie auf deren Einsatz in Gebäudeverglasungen.
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Die
einschränkbare
axiale Beweglichkeit des freien Endes des Lagerzapfen wird in einer
ersten erfindungsgemäßen Variante
dadurch erreicht, dass man als Aufnahmehohlraum eine Bohrung in
einem schwenkbar gelagerten Kugelgelenk vorsieht, wobei der Lagerzapfen
in der Bohrung axial gleiten kann.
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In
einer zweiten erfindungsgemäßen Variante
wird ein hülsenförmiges Element
mit mindestens einem elastisch verformbaren Bauteil und einer Innenhülse vorgesehen,
in deren Freiraum das freie Ende des Lagerzapfen axial verschiebbar
ist und infolge der elastischen Deformierbarkeit des besagten Bauteils
schwenkbar geführt
ist.
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In
noch einer weiteren Variante der Erfindung wird ein hülsenförmiges Element
mit mindestens einem elastisch verformbaren Bauteil vorgesehen,
mit dem das freie Ende des Lagerzapfen fest derart verbunden ist,
dass er infolge der elastischen Deformierbarkeit des besagten Bauteils
schwenkbar geführt ist.
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In
einer bevorzugten Ausführung
dieser Variante ist das elastische Element hinreichend scherfähig, um
eine begrenzte axiale Beweglichkeit des Lagerzapfen innerhalb des
Befestigungselements zu ermöglichen.
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Vorzugsweise
wird in allen Varianten das geringstmögliche radiale Spiel eingestellt.
Es sei angemerkt, dass „geringstmögliches
Spiel" oder „minimales
Spiel" hier an die
Stelle der Angabe „spielfrei" treten soll, weil
streng genommen spielfreie Paarungen nicht gegeneinander beweglich
sind. In allen Fällen müssen durch
zu großes
Spiel ermöglichte
Verschleißerscheinungen,
Klappergeräusche
und dgl. sowie auch durch zu geringes Spiel verursachte Klemmungen
und Verschleißerscheinungen
vermieden werden.
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Eine
das Ende des Lagerzapfens aufnehmende Bohrung in dem Gelenkelement
kann als Sackloch oder als Durchgangsbohrung ausgeführt werden.
Die axiale Beweglichkeit zwischen dem Lagerzapfen und dem Aufnahmehohlraum
kann eingeschränkt
werden, z. B. durch elastische Zwischenlagen oder Federelemente.
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Die
beim Stand der Technik vorgesehene endseitige kolbenartige Verdickung
des Lagerzapfen könnte
hier unmittelbar durch das Gelenkelement gebildet werden, welches
das Ende des Lagerzapfens umfasst, wobei zwischen dieser Verdickung
und dem Zapfen selbst eine axiale Beweglichkeit vorgesehen werden
kann. In einer anderen, bevorzugten Ausführung kann der Lagerzapfen
nach wie vor mit einer festen endseitigen Verdickung ausgeführt werden, welche
in der Art eines Kolben in der Bohrung des Gelenkelements gleitbar
gelagert sein kann, wobei sie sich bei minimalem radialem Spiel
in ihrer Führung
nicht verkanten kann. Bei zylindrischer Ausführung der Mantelfläche dieser
Verdickung werden die Radialkräfte
im Vergleich zum Stand der Technik mit balligen Verdickungen auf
eine größere Fläche verteilt.
Daraus ergeben sich eine verringerte Flächenpressung und eine Verminderung
des Verschleißes.
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Bevorzugt
wird das Gelenkelement durch eine durchbohrte oder mit einem Sackloch
versehene Kugel bzw. einen Kugelabschnitt gebildet. Als Gelenkelement
kann aber auch eine in elastisch verformbaren Körpern, z. B. Gummi- oder Kunststoffblöcken innerhalb
des Aufnahmehohlraums schwenkbar und axial verschiebbar eingebettete
Hülse oder Buchse
verwendet werden.
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Die
Montage des Gelenkelements kann durch Teilung des den Aufnahmehohlraums
bildenden Beschlagteils vereinfacht werden. Es ist aber auch möglich, ein
Kugelelement in an sich bekannter Weise mittels eines Sprengrings
oder dgl. in dem Aufnahmehohlraum schwenkbar, jedoch unverschieblich
festzulegen.
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Der
Lagerzapfen muss, ausgehend von einer neutralen oder mittigen Stellung,
Winkelausschläge
von bis zu 10° gegenüber dem
Aufnahmehohlraum einnehmen können.
Somit kommt es für
die im Einzelfall anwendbare Ausführung, abgesehen von der lastbedingten
Dimensionierung, wesentlich auf den in radialer Richtung an der
Glasscheibe und der Unterkonstruktion verfügbaren Raum sowie auf die notwendige
Dicke des Lagerzapfen und die benötigten Schwenkwinkel im Befestigungselement
an.
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Ein
solches Element, das elastisches Ausweichen oder Ausbiegen der damit
befestigten Platte gegenüber
Flächenlasten
nun auch in Normalenrichtung zur Plattenebene ermöglicht,
kann mit besonderem Vorteil als Stützpunkt in der Mitte bzw. in
der Fläche
von großen
Platten verwendet werden. Bei Verwendung der bislang üblichen
Befestigungselemente, die ein Ausweichen in Normalenrichtung gar
nicht oder mit nur ganz geringfügigen
Wegen gestatten, werden die Platten an solchen Mitten- oder Flächenstützpunkten
extrem auf Biegung beansprucht, weil beidseits des jeweiligen Stützpunktes
gleichsinnige Biegungen auftreten. Dieser Lastfall wird durch ein erfindungsgemäß ausgeführtes Befestigungselement
erheblich reduziert. Notwendige innere Widerstands- oder Rückstellkräfte gegen
solche Verschiebungen, die im Bereich von ≤ ±5 mm liegen können, lassen
sich in bevorzugter Ausführung
durch Federelemente gewährleisten,
deren Vorspannung ggf. ein- bzw. nachstellbar sein kann. Zugleich
kann man mittels solcher Federelemente eine definierte neutrale Null-
oder Ruhestellung des freien Endes des Lagerzapfen innerhalb des
Aufnahmehohlraums vorgeben. Im Falle eines elastischen Hülsenelements oder äquivalenter
elastischer Gelenkelemente können
die elastischen Verformungswiderstände zugleich zum Einstellen
der besagten neutralen Stellung genutzt werden.
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Natürlich sind
die hier vorgeschlagenen Befestigungselemente außer für solche speziellen Anwendungsfälle universell
für alle
anderen Befestigungspunkte einsatzfähig, an denen zumindest eine rotatorisch
nachgiebige Auflagerung verlangt ist. Sie eignen sich somit zur
Verwendung in einem auf einheitlichen Elementen beruhenden Baukastensystem.
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Selbstverständlich könnten mit
solchen Befestigungselementen grundsätzlich auch mehrschichtige
Verbundscheiben oder Scheibenelemente mit Abstandhaltern (Isoliergläser) bis
hin zu Brandschutzverglasungen sowie auch Platten aus anderen Materialien
wie Keramik, Stein, Kunststoff, Metall etc. an Unterkonstruktionen
mit den gewünschten
Freiheitsgraden befestigt werden. Auch ist denkbar, das Befestigungselement
selbst aus hochwertigen nichtmetallischen Werkstoffen oder aus Verbundwerkstoffen
herzustellen.
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Indem
die Beweglichkeiten des Befestigungselements nun nach rotatorischen
und axial translatorischen Freiheitsgraden getrennt werden, wird
der Verschleiß einer
solchen Anordnung auf ein unvermeidliches Mindestmaß reduziert.
Auch ergeben sich im Vergleich mit dem einschlägigen Stand der Technik ganz
andere Möglichkeiten
zum Optimieren der Nachgiebigkeit in axialer Richtung des Lagerzapfen.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile des Gegenstands der Erfindung gehen aus
der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels
und deren sich im folgenden anschließender eingehender Beschreibung hervor.
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Die
einzige Figur zeigt in schematischer Schnitt-Darstellung eine Ausführungsform
eines Befestigungselements (oder Punkthalters) für Platten mit einem schwenkbaren
und geringfügig axial
beweglichen Lagerzapfen und einem als durchbohrte Kugel ausgeführten Gelenkelement.
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Es
sei vorab klargestellt, dass im folgenden mit „außen" bzw. „Außenseite" jeweils die im allgemeinen freiliegende,
von der Unterkonstruktion abgewandte Seite und mit „innen" bzw. „Innenseite" jeweils die zur
Unterkonstruktion weisende Seite des Befestigungselements bzw. der
umgebenden Bauteile bezeichnet wird. Die Unterkonstruktion kann
z. B. an einer Gebäudefassade
oder -innenwand, an einer Brücke
oder dgl. angeordnet sein.
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Gemäß 1 ist
an einer monolithischen Glasscheibe 1 ein Befestigungselement 2 in
einer durchgehenden Bohrung 3 der Glasscheibe 1 befestigt.
Es umfasst ein äußeres Beschlagteil 4,
das in Einbaustellung flächenbündig mit
der außen
liegenden Fläche
der Glasscheibe 1 abschließt, und ein inneres Beschlagteil 5,
das mit dem äußeren Beschlagteil 4 fest
oder lösbar
verbunden ist. Hier ist eine Verschraubung dieser beiden Teile in
einer Teilungsfuge angedeutet. Das äußere Beschlagteil 4 stützt sich über einen
kegeligen Senkkopf und einen entsprechenden Unterlegring aus Kunststoff
an der Glasscheibe 1 im außenliegenden kegeligen Endbereich der
Bohrung 3 ab. Von der anderen Seite der Glasscheibe 1 her
ist auf das innere Beschlagteil 5 bzw. auf dessen mit einem
Außengewinde
versehenen Schaft eine scheibenförmige
Mutter 6 aufgeschraubt, die sich – ebenfalls unter Zwischenlage
einer Kunststoff-Scheibe – auf
der Innenseite der Glasscheibe 1 abstützt. Die Zwischenlagen verhindern
in bekannter Weise direkten Kontakt zwischen dem Material des Befestigungselements,
das in aller Regel aus Metall besteht, und dem Glas.
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Auf
die Art der Festlegung des Befestigungselements 2 an der
Platte bzw. Glasscheibe kommt es hier jedoch nicht an. Die gezeigte
Anordnung dient nur zu Beispielzwecken ohne Absicht einer Einschränkung. Andere
Ausführungsvarianten
sind im Stand der Technik hinlänglich
beschrieben. Insbesondere sei erwähnt, dass nicht unbedingt eine durchgehende
Bohrung in der Glasscheibe bzw. anderen zu befestigenden Platten
vorgesehen werden muss.
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Die
beiden Beschlagteile 4 und 5 bilden zusammen einen
an der erwähnten
Teilfuge auftrennbaren Aufnahmehohlraum 7. Darin ist ein
hier als durchbohrte Kugel ausgeführtes Gelenkelement 8 mit
einer durchgehenden Bohrung 9 so eingesetzt, dass es sich
darin mit möglichst
geringem radialen Spiel frei schwenken lässt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
liegt das Schwenkzentrum in an sich bekannter Weise innerhalb der
Dickenausdehnung der Glasscheibe 1, zu deren Befestigung
das Befestigungselement 2 dient. Andere Anordnungen des Schwenkzentrums
außerhalb
der Glasscheibe 1 oder auch in Flucht mit deren innerer
Oberfläche
können aber
bei Bedarf ebenfalls vorgesehen werden; hierfür ist lediglich die konstruktive
Gestaltung der Beschlagteile und ggf. deren Befestigung an der Glasscheibe
anzupassen.
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Auch
gibt es natürlich
andere Wege, ein Gelenkelement in einen dafür vorgesehenen Aufnahmehohlraum
einzubauen und darin axial festzulegen; diese sollen hier nicht
ausgeschlossen werden. Es kommt lediglich auf die freie Schwenkbarkeit
des in das Gelenkelement eingesetzten Lagerzapfens im Aufnahmehohlraum
an.
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Zum
Verbinden des Befestigungselements 2 nebst der Glasscheibe 1 mit
einer hier nur strichpunktiert mit einem Trägerabschnitt angedeuteten Unterkonstruktion 10 ist
ein Lagerzapfen 11 vorgesehen, welcher sich durch eine
Bohrung in dem Trägerabschnitt
und bis in den Aufnahmehohlraum 7 bzw. in die Bohrung 9 des
Gelenkelements 8 hinein erstreckt. An seinem in dieser
Bohrung liegenden freien Ende trägt
der Lagerzapfen 11 eine kolbenförmige Verdickung (Kopf) 12.
Diese ist mit möglichst
geringem radialem Spiel klemmfrei verschiebbar (Gleitpassung) in
der Bohrung 9 aufgenommen. Bei der Wahl der Passung müssen natürlich mögliche Wärmedehnungen
berücksichtigt
werden, wie auch bei der Lagerung des Gelenkelements.
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Zum
Bestimmen einer definierten neutralen oder Mittel-Lage und zum Beschränken der
axialen Beweglichkeit der Verdickung 12 innerhalb der Bohrung 9 sind
zu beiden Seiten der Verdickung 12 Druckfedern vorgesehen.
Die äußere Feder 13 stützt sich
in axialer Richtung einerseits auf der äußeren Stirnseite der Verdickung 12 und
andererseits im äußeren Beschlagteil 4 auf
dem Innenboden des Aufnahmehohlraums 7 ab. Ggf. wird man
geeignete Mittel zum Zentrieren der äußeren Feder 13 bezüglich der
Mittelachse des Befestigungselements vorsehen, die aber hier nicht
gezeigt sind.
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Die
innere Feder 14 umhüllt
mit reichlichem radialem Spiel den Schaft des Lagerzapfen 11.
Sie stützt
sich in axialer Richtung einerseits auf der inneren Stirnseite der
Verdickung 12 und andererseits auf einem im inneren Beschlagteil
vorgesehenen Ringschulter 15 ab. Letztere kann z. B., wie
hier dargestellt, lösbar
in Gestalt eines in eine Nut des inneren Beschlagteils 5 eingesetzten
Sprengrings realisiert werden, wenn eine solche Lösung die
in axialer Richtung aufkommenden Kräfte sicher aufnehmen kann. Selbstverständlich sind
auch hier andere konstruktive Detail-Lösungen möglich, ohne die prinzipielle
Anordnung der Verdickung im Gelenkelement und deren axial nachgiebige
Lagefixierung zu verändern.
So können
auch an Stelle der hier dargestellten Schrauben-Druckfedern andere
geeignete elastische Elemente, z. B. solche aus weichem Gummi oder
Kunststoffen, verwendet werden, um die neutrale Stellung der Verdickung
in der Bohrung zu definieren.
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Die
verfügbaren
Elastizitäten
bzw. Federsteifigkeiten können
im übrigen
durch Verwendung von Federn unterschiedlicher Härte bereitgestellt werden. Man
kann auch vorsehen, die Vorspannung der Druckfedern nach Montage
durch Stellmittel, z. B. Einstellschrauben im Befestigungselement
selbst nach Bedarf zu verändern.
Eine solche Lösung
wäre allerdings
aufwändiger
als die hier gezeigte Prinzipdarstellung. Im Extremfall kann bei
Bedarf die Feder härte
so hoch eingestellt werden, dass nur ganz minimale axiale Ausweichbewegungen
möglich
sind und damit praktisch ein Axial-Festlager realisiert ist. Damit
wird aber nicht die prinzipielle axiale Beweglichkeit des Elements
aufgegeben.
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Wenn
in einer hier nicht dargestellten Variante die in das Gelenkelement
eingearbeitete Bohrung ein Sackloch sein sollte, so kann die äußere Feder 13 sich
auch auf dessen Boden abstützen.
Man könnte auch
in einer durchlaufenden Bohrung eine Stützschulter vorsehen, auf der
die äußere Feder 13 sich dann
im Inneren des Gelenkelementes abstützen könnte.
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Die
innere Feder kann auch, abweichend von der Darstellung gemäß 1,
im Inneren des Gelenkelements abgestützt sein, wenn genügend Montageraum
vorhanden und eine Stützschulter oder
dergleichen vorgesehen wird. In einer solchen Konfiguration müssten die
Federn 13 und/oder 14 bei reinen Schwenkbewegungen
des Gelenkelements nicht verformt werden.
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Das
hier beschriebene Befestigungselement 2 ist an der Glasscheibe 1 komplett
vormontierbar. Man legt z. B. zunächst das Gelenkelement 8 und
die äußere Feder 13 in
das äußere Beschlagteil 4 ein. Dann
führt man
den Lagerzapfen 11 mit seiner Verdickung 12 in
die Bohrung 9 des Gelenkelements 8 ein. Darauf
legt man die innere Feder 14 auf die Verdickung 12.
Schließlich
wird das innere Beschlagteil 5 mit der Ringschulter 15,
hier also dem Sprengring 16, aufgesetzt und mit dem äußeren Beschlagteil
verbunden, hier verschraubt. Dabei wird einerseits das Gelenkelement
im Aufnahmehohlraum eingesperrt, wobei vorzugsweise eine geeignete
Materialpaarung, gleitfähige
Beschichtung und/oder eine Lebenszeitschmierung für eine langzeitige
freie Schwenkbeweglichkeit des Gelenkelements sorgen. Andererseits
werden die beiden Federn in der erwünschten Weise vorgespannt,
wobei der nunmehr schwenkbar und axial verschiebbar aufgenommene Lagerzapfen 11 nach
außen
ragt. Schließlich
setzt man diese Baueinheit von der Außenseite her in die Bohrung 3 der
Glasscheibe 1 ein und verschraubt sie nebst den Zwischenlagen
mit Hilfe der Mutter 6.
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Man
kann den Außendurchmesser
der Verdickung und die Innendurchmesser der Bohrung des Gelenkelements
und des inneren Beschlagteils so aufeinander abstimmen, dass der
Lagerzapfen nebst seiner endseitigen Verdickung vor dem Einsetzen bzw.
nach dem Entfernen des Sprengrings in die Bohrung des Gelenkelements
einschiebbar bzw. aus dieser entnehmbar ist.
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Der
Lagerzapfen 11 wird nach Vormontage des Befestigungselements 2 gegenüber der
Unterkonstruktion 10 in der üblichen Weise in seiner axialen
Richtung festgelegt, vorzugsweise lösbar mit geeigneten Schrauben.
Ggf. sind dort auch translatorische Freiheitsgrade radial zur Achse
des Lagerzapfen bzw. parallel zur Ebene des Trägerabschnitts vorzusehen. Der
Lagerzapfen 11 überträgt somit
sämtliche
Lasten wie Gewicht sowie Kräfte
aus Windlasten und thermisch bedingten Dehnungen etc., die von der
Glasscheibe 1 auf das Befestigungs element 2 übertragen
werden, auf die Unterkonstruktion 10. Weitere Details von
dieser sind hier nicht dargestellt. Insoweit und wegen näherer Details
zu der Anbindung und den translatorischen Freiheitsgraden des Befestigungselements
an der Unterkonstruktion wird wieder auf den umfänglichen einschlägigen Stand der
Technik verwiesen.
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Die
mit der Glasscheibe 1 verbundenen Beschlagteile 4 und 5 des
Befestigungselements 2 sind jedenfalls gegenüber dem
Lagerzapfen 11 dank des Gelenkelements 8 frei
schwenkbar, d. h. mit rotatorischen Freiheitsgraden gelagert. Üblicherweise
wird mit Schwenkwinkeln bis ca. 5° in
allen Richtungen gerechnet. Damit können Durchbiegungen der Glasscheibe 1 hier
ohne wesentliche Widerstandskräfte aufgenommen
und kompensiert werden. Zugleich ermöglichen die axiale Beweglichkeit
der Verdickung 12 in der Bohrung 9 sowie die beiden
Federn 13 und 14 Änderungen des Abstands zwischen
der Glasscheibe 1 und der Unterkonstruktion, welche in
dieser Ausführung
letztlich durch die Blocklänge
der jeweils komprimierten Druckfeder begrenzt werden. Der Lagerzapfen
bzw. dessen endseitige Verdickung kann bei dieser Konstruktion gegen
die Wirkung elastischer Rückstellkräfte ausgehend
von einer neutralen Stellung axial in beide Richtungen mehr oder
weniger tief in das Befestigungselement 2 eintauchen. Zusätzlich können die
Federn 13 und 14 auch Rückstellmomente gegen die Schwenkungen
des Gelenkelements 8 im Aufnahmehohlraum ausüben.
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Die
Hauptlast des Befestigungselements ist das Gewicht der Glasscheibe 1.
Es wirkt in normaler Einbaustellung senkrecht zur Längsachse
des Lagerzapfens. Zwischen der zylindrischen Mantelfläche der
Verdickung 12 und der Wand der Bohrung 9 im Kugelelement
ist infolge des geringen radialen Spiels flächige Berührung sichergestellt, so dass
die Hauptlast über
eine vergleichsweise große
Fläche
in den Lagerzapfen abgetragen wird.